专利名称：水工铜止水焊接装置及其焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接装置及其焊接方法，特别是涉及一种水工铜止水焊接装置及其焊接方法。
背景技术：
在水利水电施工中，铜止水广泛应用于 混凝土面板防渗，然而常会遇到铜止水焊接问题，由于铜止水较薄(形状复杂，一般为W型，现场安装焊接难度大。目前采用的焊接方法主要包括1)氩弧焊氩弧焊的焊缝性能最好，但对施工环境要求极苛刻，工艺复杂，在现场施工很难实现；2)银焊银焊条熔点低，可焊性好，施工简便，单价格较高。其成型焊缝强度高，但塑性差。3)铜焊黄铜焊条熔点高，焊接较银焊难。单层焊道焊缝因可能存在薄弱面而强度低。4)搭新双面手工氧焊目前一般采用搭新双面手工氧焊，以保证其强度和密闭性。手工焊中，背面焊接尤其是凹槽内焊接难度很大。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题而提供一种结构简单、操作简便、焊接时间快、模具可重复利用、成本低和焊接质量好的水工铜止水焊接装置及该焊接装置的焊接方法。本发明是通过以下技术方案实现的一种水工铜止水焊接装置，包括第一模具、第二模具和多个反应漏斗，所述第一模具和第二模具连接，所述第二模具上设置有多个安装孔，所述反应漏斗通过安装孔固定于所述第二模具上，所述反应漏斗的下端与所述安装孔连通，所述反应漏斗中装有焊接药剂片。焊接药剂片放置于反应漏斗中，焊接时须点火引燃，即发生反应放出大量热量，经测量，反应漏斗中的温度能够达到2500°C以上。药剂用量可根据所需焊接长度计算铜的用量。采用焊接药剂片进行放热焊接，放热焊接是放热熔接的一种，它是利用化学反应(铝热反应)时产生超高热来完成熔接的一种方法。热熔焊接又称为火泥熔接，火泥熔焊，热熔焊接，热化学熔焊等。放热焊接化学反应速度非常快，仅几秒就可以完成焊接，产生热量极高，可以有效的传导至熔接部位，使其熔为一体，形成分子结合。它无须其他任何热能，焊接质量可靠，操作方便(仅须点火引燃)，适用于水工铜止水的对接焊接。放热焊接主要可焊接纯铜、黄铜、青铜、紫铜、铜包钢、纯铁、不锈钢、锻铁、镀锌钢铁、铸铁、铜合金、合金钢等金属材料。化学反映方程式3Cu20+AL=6Cu+AL203 (放热)。进一步地，所述第一模具和所述第二模具均为石墨模具。石墨的熔点为3850±50 □，沸点为4250 □，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提闻而加强，在2000 □时，石墨强度提闻一倍。进一步地，所述焊接药剂片包括氧化铜粉和铝粉。所述氧化铜粉和铝粉的用量由化学方程式计算出用量。使用水工铜止水焊接装置焊接的方法，包括以下步骤(I)将需焊接的铜止水对接，并留有间隙以便安装模具；
(2)将对接好的铜止水固定安装于所述第一模具和所述第二模具之间；(3)将所述反应漏斗竖直安装于所述第二模具的安装孔上，将焊接药剂片放入不同的反应漏斗中；(4)每个所述漏斗同步进行点火、加热和施焊。本发明的有益效果是
利用石墨模具固定铜止水，铜止水为对接安装后，再用化学药剂，利用氧化还原反应中的热量和析出铜水自流入对接焊缝中达到有效连接，本发明水工铜止水焊接装置具有结构简单、成本低、模具可重复利用等优点，采用本发明进行焊接操作简单、焊接时间快、降低了成本、保证了铜止水的焊接质量。
图I是本发明的结构示意图。图中1_第一模具，2-第二模具，3-反应漏斗，4-焊接药剂片，5-铜止带。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明如图I所示，本发明一种水工铜止水焊接装置，包括第一模具I、第二模具2和多个反应漏斗3，第一模具I和第二模具2连接，第二模具2上设置有多个安装孔(图中未示)，反应漏斗3通过安装孔固定于第二模具2上，反应漏斗3的下端与安装孔连通，反应漏斗中装有焊接药剂片4。焊接药剂片4放置于反应漏斗3中，焊接时须点火引燃，即发生反应放出大量热量，经测量，反应漏斗3中的温度能够达到2500°C以上。焊接药剂片4用量根据所需焊接长度计算。采用焊接药剂片4进行放热焊接，放热焊接是放热熔接的一种，它是利用化学反应(铝热反应)时产生超高热来完成熔接的一种方法。热熔焊接又称为火泥熔接，火泥熔焊，热熔焊接，热化学熔焊等。放热焊接化学反应速度非常快，仅几秒就可以完成焊接，产生热量极高，可以有效的传导至熔接部位，使其熔为一体，形成分子结合。它无须其他任何热能，焊接质量可靠，操作方便(仅须点火引燃)，适用于水工铜止水的对接焊接。放热焊接主要可焊接纯铜、黄铜、青铜、紫铜、铜包钢、纯铁、不锈钢、锻铁、镀锌钢铁、铸铁、铜合金、合金钢等金属材料。化学反映方程式3Cu20+AL=6Cu+AL203 (放热)第一模具I和第二模具2均为石墨模具。石墨的熔点为3850±50°C，沸点为4250°C，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000°C时，石墨强度提高一倍。焊接药剂片4包括氧化铜粉和铝粉。氧化铜粉和铝粉的用量由化学方程式计算出用量。使用水工铜止水焊接装置焊接的方法，包括以下步骤(I)将需焊接的铜止水5对接，并留有间隙以便安装模具；(2)将对接后的铜止水5固定安装于所述第一模具I和第二模具2之间；(3)将反应漏斗3竖直安装于第二模具2的安装孔中，将焊接药剂片4放入不同的反应漏斗3中；(4)每个反应漏斗3同步进行点火、加热和施焊。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本 发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种水工铜止水焊接装置，其特征在于包括第一模具、第二模具和多个反应漏斗，所述第一模具和第二模具连接，所述第二模具上设置有多个安装孔，所述反应漏斗通过安装孔固定于所述第二模具上，所述反应漏斗的下端与所述安装孔连通，所述反应漏斗中装有焊接药剂片。
2.根据权利要求I所述的水工铜止水焊接装置，其特征在于所述第一模具和所述第二模具均为石墨模具。
3.根据权利要求I所述的水工铜止水焊接装置，其特征在于所述焊接药剂片包括氧化铜粉和铝粉。
4.权利要求I所述的水工铜止水焊接装置的焊接方法，其特征在于包括以下步骤 (1)将需焊接的铜止水对接； (2)将对接好的铜止水固定安装于所述第一模具和所述第二模具之间； (3)将所述反应漏斗竖直安装于所述第二模具的安装孔中，将焊接药剂片放入不同的反应漏斗中； (4)每个所述反应漏斗同步进行点火、加热和施焊。
全文摘要
本发明公开了一种水工铜止水焊接装置及其使用方法，包括第一模具、第二模具和多个反应漏斗，所述第一模具和第二模具连接，所述第二模具上设置有多个安装孔，所述反应漏斗通过安装孔固定于所述第二模具上，所述反应漏斗的下端与所述安装孔连通，所述反应漏斗中装有焊接药剂。所述第一模具和所述第二模具均为石墨模具。所述焊接药剂包括氧化铜粉和铝粉。利用石墨模具固定铜止水，铜止水为对接安装后，再用化学药剂，利用氧化还原反应中的热量和析出铜水自流入对接焊缝中达到有效连接，本发明水工铜止水焊接装置具有结构简单、成本低、模具可重复利用等优点，采用本发明进行焊接操作简单、焊接时间快、降低了成本、保证了铜止水的焊接质量。
文档编号B23K23/00GK102764932SQ20121024848
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者丁晓勇, 冯立恒, 吴高见, 唐晖, 孙林智, 徐念, 李翔, 梁涛 申请人:中国水利水电第五工程局有限公司